Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

Технические фантазии в реальном воплощении

Рассылка закрыта

При закрытии подписчики были переданы в рассылку "Очевидное-Невероятное" на которую и рекомендуем вам подписаться.

Вы можете найти рассылки сходной тематики в Каталоге рассылок.

←   Июнь 2002   →
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
Автор
BorislavD

Статистика

3.316 подписчиков
-2 за неделю
←   Все выпуски   →

Технические фантазии в реальном воплощении No 55


Информационный Канал Subscribe.Ru
Junction
Технические фантазии в реальном воплощении
Код tech.tft
Выпуск No 55
Механика, машиностроение, автомобилестроение
Автор и ведущий Cesiy
Новая версия сцепления
с промежуточным соединителем в виде сыпучего вещества.
(Junction version)
Создание необычной конструкции.
Описание схемы и принципа действия.
=========
         Очень просто можно соединить два элемента, например, вращающийся с неподвижным. Получить необычный вид эффективного динамического сцепления, обладающего несколькими полезными дополнительными качествами.
        Всё это возможно с применением сыпучего вещества.  Вы не один раз держали его в руках - это песок или что-то подобное. И совершенно забывали от одном его свойстве. Оно не проявляется просто так и сразу, потому что не на виду, но оно есть.
        Вспомните, как трудно и тяжело месить лопатой бетонный раствор. А сухой песок?

Введение.

        Говорят, что плохого сцепления не бывает, бывает неопытный водитель. Может быть даже наоборот: нет плохого водителя, а есть плохое сцепление, заложенное в принципе конструкции. Или нужно усложнять не только принцип, но и саму конструкцию.Речь, однако, о другом.
        Представьте ситуацию: двигатель работает, сцепление включено, а машина стоит на месте - оно отказывает в самый  критический момент. Или обратная ситуация: двигаемся с места с таким ускорением, что дымятся колеса, а тела пассажиров с тем же ускорением откидываются назад. Они недоумевают, почему так получилось, или грозятся чем-то нехорошим.
        Для плавного трогания с места всегда есть много вариантов, пока не привыкнешь к этому и не добьёшся.
        Это говорит о чем?

        Зачастую думают, что сцепить - это соединить (одно с другим). Один элемент вращается, другой неподвижен - вот и примыкают их друг к другу. И делают идеологическую и теоретическую ошибку.
        Рассуждения дальше могут быть ещё более печальными. Идеальных конструкций пока нет.

        К тем, что есть, привыкли и считают, что это "в порядке вещей". Однако из механики или из опыта известно, что  конструкций могут быть десятки. Привыкли (пока что) к двум-трем, потому что, вероятно, действует какая-то сила инерции.

==========
1.
        Предлагаемая схема (и конструкция) отличается от известных, "как небо от земли". Она исключает все известные (и неизвестные) отрицательные моменты старых. Она неимоверно проста, чувствует ногу (руку, палец) водителя, каким бы стажем он ни обладал, и одновременно - массу автомашины вместе с теми, кто в ней находится.
        Попытаюсь представить кинематическую и конструктивную схемы "этого дела" -  на рисунке J1.

        Для начала об автомашинах (на некоторое время) забудьте. Нужно перейти к узлу сцепления, а где он будет применен - можно придумать потом и очень быстро.
        Как видно из рисунка, схема включает в себя:

  • конусное "ведро", связанное, например, с кардановым валом ведущих колес,
  • "размешивающую лопату", которая соединена с выходным валом двигателя,
  • "песка", насыпанного в "ведро"
        Всего три детали. Причем, одна из них не деталь, а бесчисленное их множество - "песок". Это промежуточное вещество между ведущим и ведомым элементами в оболочке. Вот и всё!
========
2.
        Оказалось (можно легко проверить), что простое вещество под нахванием "песок" резко отличается от жидкости, если, например, его размешивать лопатой. В этом мы можем убедиться (и убеждались) тысячу раз при приготовлении бетонного раствора.
        Эффект "трудности" ещё более возрастает, если лопату в бетонном растворе или в песке крутить, а также в том случае , если смесь или песок сухие. При этом играет роль качество, что эти смеси тяжелые (по удельному весу). Кроме того, их крупинки имеют свойство плохо отдираться друг от друга (в отличие от жидкости). Такое их поведение создает трение не только между ними, но и предметом, в них введенном, например, лопатой.
        Плоская лопата при вращении в "тяжелом" песке захватывает его массу, ворошит её - и он почти всей своей массой переходит в трущееся состояние, создавая на лопате значительный момент сопротивления. Правда, последнее обстоятельство зависит от степени погружения лопаты в песок.
        Весь этот "отрицательный" хаос может быть переведен в "положительный" (как по-Карнеги). Он говорил примерно так: если лимон кислый, особенно не беспокойтесь, решите проблему, найдя метод сделать его сладким и полезным.
=========
3.
        Принцип действия сцепления "через тяжелый песок" оказался хорош для применения. Чуть ли не на все 100% - потому что всё "отрицательное" перешло для целей сцепления в "положительное".
        Открылся вариант, позволяющий выполнить плавное динамическое сцепление (и его можно направить на многие другие случаи жизни).
        Например, использовать, в частности, в автомобилестроении, в конструкции автомобильного сцепления. Использовать, как вариант, позволяющий осуществить плавное динамическое сцепление, плавное соединение ведущего вала двигателя с колесами. Получить вариант, работающий как при трогавнии с места, так и в движении, где в зависимости от условий движения внешняя нагрузка изменяется. Простите, это как во многих случаях жизни.
=========
4.
        Теперь ясно, как должно выполняться сцепление. В сосуд, в неподвижное "ведро" с песком нужно постепенно вводить вращающуюся "лопату" (см. вновь рисунок). Песок заставит, извините за такое название, "ведро" принять нагрузку, начать вращаться.
        При этом как "ведро", так и "лопата" могут выполняться в различных конструктивных вариантах (и можно затем сменить название). Один из вариантов был показан на рисунке.
        И ещё раз. Чтобы начать движение, нужно вдвинуть "лопату" в "ведро" с песком. При этом "ведро" сначала неподвижно, "лопата" только рыхлит верхний слой песка, потом (по мере входа) заставляет "ведро" вращаться со скоростью меньшей, чем скорость вала "лопаты", и затем, идя по песку дальше, скорости "ведра" и "лопаты" уравниваются. Песок перестает рыхлиться, не хватает момента и противомомента, чтобы разрывать его частички. Он относительно "ведра" и "лопаты" в заданных условиях остается неподвижным - сцепление осуществляется в полной мере.

        Такие сцепления легко макетируются и/или применяются в различного рода приводах для удобного ввода в действие, для передачи вращения от ведущего вала.

        Например, Вы построили тележку с креслом и намерены установить на ней электропривод. Чтобы передать движение на ведущее колесо, достаточно установить лопату или полый цилиндр на валу электродвигателя и ведро с песком на оси колеса (все это может быть наружного исполнения). Опуская в ведро электродвигатель вместе с укрепленной на его валу лопатой или цилиндром, получаем постепенное связывание и согласование действующего момента с моментом сопротивления движению. Когда они уравниваются (или начинают уравниваться приведенные моменты) тележка постепенно приходит в движение. Причем, Вы можете сами выбирать скорость движения (от минимума до максимума). Для этого нужно только регулировать глубину входа элементов в песок. Таким образом, у Вас в руках всего один рычаг управления - передачи воздействия на движение.
        Вероятно, становится не нужным классический руль. Действуя правым и левым рычагом управления на соответственно правое и левое колесо, можно таким образом изменять направление движения.
        Не нужен "классический" механизм сцепления, механизм управления, редуктор и всякие другие узлы, трансмиссии и соединители. Хотите увеличить мощность? Поставьте на кронштейн подачи другой (более мощный) электродвигатель с насадкой на валу и посмотрите эффект! Получается достаточно удобно (что самое главное) и просто!
        Посмотрите на рисунок - он не только простой по схеме и действию, но и заменяет собой все (или многие) другие узлы иного назначения.
        Посмотрите на него ещё раз, чуть вдумайтесь - на его базе Вы придумаете массу различных модификаций и других применений.

=========
5.
            Далее приведены некоторые (не все) дополнительные моменты и возникающие возможности :
  •     вдвиг (вход) "лопаты" в "ведро" можно производить с любой интенсивностью; от этого зависит динамика разгона автомашины,
  •     скорость вращения вала "лопаты" может быть любой (не обязательно минимальной); от этого параметра тоже зависит ускорение движения,
  •     "лопату" можно вдвигать не до упора, а только до желаемого (необходимого) уровня, до номинала, лишь бы обеспечить разгон и движение при данных массах и моментах,
  •     при возникновении увеличивающегося сопротивления движению (момента) автомашина пойдет с замедлением (даже, если увеличивать газ), так как начнет пробуксовывать сцепление; при желании сохранить скорость, нужно додать педаль сцепления и уровень подачи горючего,
  •     при внезапном возникновении препятствия сцепление пробуксует, если педаль сцепления была "на номинале"; двигатель при этом не остановится, но инерция вращающихся частей не создаст усилия на препятствие. Усилие на препятствие создаст только отрицательное ускорение массы автомашины, что может быть, например, на маленькой  горке. Так может быть при наезде на неподвижный (или подвижный) предмет.
  •     чтобы "смягчить" возникающие внешние воздействия, после разгона до определенного уровня, сцепление можно отодвинуть "на номинал" (если хотите, можно не отодвигать, - на Ваше усмотрение),
  •     сцепление может служить основным тормозом, если применить два "ведра", вдвигая вторую "лопату", противовращающуюся первой, можно осуществить торможение сцеплением до полной остановки или движение назад,
  •     при применении данного вида сцепления может отсутствовать коробка передач, она нужна была ранее для достижения (при разгоне) номинальной скорости - здесь этот эффект может быть достигнут за счет взаимодействия узлов сцепления,
  •     "лопата" сцепления может выполняться, например, в виде полого цилиндра со сплошными стенками или с разрезами и накладками, причем оси вращения "ведра" и "лопаты" могут не совпадать,
  •     для целей сцепления песок может не постоянно находиться в "ведре", а подаваться системой пневмоподачи, - по мере насыпания происходит увеличение момента связи, в результате чего начинается движение с разгоном в соответствии со скоростью доставки песка в "ведро" (из бункера) - роль педали сцепления может выполнять кнопка пневмоподачи с укреплением её, например, на руле управления.
  •     таким образом, становится возможным исполнение конструкции с автоматическим сцеплением (аналогично гидравлическому), однако, в этом случае могут быть существенные упрощения.
============
6.
        Попробуйте сделать свой опыт, выполнить самый простой маленький макет. Чтобы он отразил (а он отразит!) всю механику, а также принцип взаимодействия механических элементов. У Вас в руках (и на глазах) окажется практически сразу вся общая действующая механическая система (без теории).
        Возьмите стакан с сахарным песком (или с чем-то другим сыпучим, например, с какой-нибудь мелкой крупой, или просто с обычным песком). Поставьте его на гладкую плоскую поверхность (или на что-то ещё). Можно опустить в чашку с водой. Возьмите теперь миксер с насадкой в виде лопаточки или симметричного гладкого цилиндра и постепенно вводите "это" в песчанную смесь. Посмотрите - нагрузка на вал миксера будет тоже постепенно увеличиваться (Вы почувствуете это своей рукой - гораздо сильнее, чем обычно, когда смешивались жидкости).
        Стакан начнет вращаться. В это время остановите ввод лопатки в песок. Скорости вращения вала миксера и стакана окажуться разными (при равных приведенных моментах и моментах трения - на дне стакана, в песке и на валу миксера).
        Потом продолжите опыт, пока не сравняются скорости, а рыхление песка прекратится. Вы почувствуете и получите "живое" представление (в миниатюре) о действии сцепления с применением сыпучего компонента.

        Добавьте немного воды, посмотрите эффект этого. Миксер будет смешивать то, что не смешивается и не соединяется - состояние песка с водой, "плывуна", полужидкого компонента. Однако улучшение в смешивающем узле, в частности, может наступить (может быть, появятся, возникнут другие варианты).
        Может быть, "образуется" в мыслях более близкая к практике идея конструкции (Ваша собственная конструктивная идея).
Чтобы Вы попробовали и применили её на практике. Чтобы отразилась теория принципа "ведро-песок-лопата" в реальной конструкции. Их может быть множество.

==========
7.
        Одна из них представлена на следующем рисунке - J2.

        Этот рисунок (J2) необычный, однако, его схема построена на вышеописанных принципах. Кроме того, необычен вид самой конструкции - в качестве движущего опорного органа применен гибкий сильфон (например, такого вида как он исполняется в гибких шлангах пылесосов).
        Представлено движущееся транспортное средство - передвигающееся по любому грунту, траве, болоту, воде. Его размеры могут быть любые - от любого минимума до любого максимума.
        Его механизм совсем не сложный, однако, он включает все необходимые элементы и органы управления. Так удалось при помощи использования принципа нового сцепления.
        На схеме показано: G - кузов, F - опорные подшипники, E - опорный орган с сыпучим наполнителем, C и D - правая и левая лопатки привода, А и В - правый и левый привод.
        Вероятно, не требуется подробных объяснений, так как рисунок отражает принцип действия. Он тот же, как и был представлен здесь ранее. Приводы поочередно или вместе опускаются по направляющим вниз. Их лопатки постепенно захватывают наполнитель сильфона, на него начинает действовать крутящий момент и он приходит во вращение, то есть начинают вращение опорные органы. Транспортное средство приходит в движение.
        При увеличении числа оборотов привода или при продолжении опускания вниз скорость движения транспортного средства увеличивается, поскольку проскальзывание лопаток относительно сыпучего наполнителя уменьшается (действующий момент увеличивается). В пределе проскальзывание отсутствует, скорости вращения привода и опорного органа становятся равными, а скорость движения максимальной.
        В середине опорного органа установлена гибкая резинистая вставка. Она может временно разделить скорости вращения правой и левой части. Если один из приводов поднять вверх, вращение правой и левой частей опорного органа становятся не равными, вследствие этого временно произойдет поворот транспортного средства на любой подстилающей поверхности.
        Привлекает то, что (как видно) изготовление и макета, и реальной машины не представляет больших трудностей, поскольку набор действующих узлов минимален, а они технически весьма просты. Нет трансмиссий, колес, передач, поворотных механизмов и других ненужных теперь "технических" насыщений.
        И ещё одно дополнение. В качестве сыпучего наполнителя гибкого сильфона можно вместо песка применить смесь песка с пенопластом.
        Нет никаких проблем, чтобы взять и построить себе универсальную машину.
        Желаю удачи!
        Ваш Cs_55.

Ведущий и автор Cesiy                     Архив Рассылки                                 Рассылка 'Технические фантазии в реальном воплощении'
 
 

http://subscribe.ru/
E-mail: ask@subscribe.ru 		Отписаться
Убрать рекламу
В избранное